CN102555690B

CN102555690B - 充气轮胎

Info

Publication number: CN102555690B
Application number: CN201110219320.2A
Authority: CN
Inventors: 中田典克
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2031-07-28
Also published as: JP5193278B2; JP2012126298A; CN102555690A

Abstract

本发明提供一种充气轮胎，通过改进胎圈金属丝的重叠卷绕方法来提高胎圈部的耐久性。充气轮胎(1)包括：胎体(6)，其包括以环状跨越在一对胎圈部(4、4)之间的方式延伸的胎体帘布(6A)；胎圈芯(5)，其包括在该胎体帘布(6A)的轮胎径向内侧的内端部(6e)的轮胎轴向内外配置的内侧芯(11)和外侧芯(12)。上述内侧芯(11)和上述外侧芯(12)，分别是将一根胎圈金属丝(13、14)绕轮胎旋转轴并以螺旋状重叠卷绕n层(n是3以上的整数)所形成的，并且上述内侧芯(11)和上述外侧芯(12)的上述胎圈金属丝(13、14)的卷绕始端(13a)和卷绕终端(13b)均位于各芯(11、12)的轮胎径向的最外层(11a、12a)。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及改进胎圈金属丝的重叠卷绕方法来提高胎圈部的耐久性的充气轮胎的制造方法。

背景技术

近年，提出了一种充气轮胎1的制造方法(型芯工法)，该方法如图5所示，使用具有与内压填充时的轮胎内表面形状近似的外表面P的型芯N(参照下述专利文献1)。在这种制造方法中，通过在型芯N的外侧依次粘贴：内衬层9、胎体帘布6A、胎圈金属丝10、带束层7、胎面胶2G以及胎侧胶3G等将生胎1a成形，通常会将生胎1a与型芯N一起进行硫化。在该方法中，由于将作用于硫化中的胎体或带束层等的拉紧力抑制到较小限度，所以具有提高充气轮胎的均匀性这样的优点。

专利文献1：日本特开2006-160236号公报

然而，在上述的型芯工法中，无法将胎体帘布6A的两端部进行折返。因此利用型芯工法成形的胎圈芯5采用将胎圈金属丝10从轮胎径向内侧向外侧重叠卷绕成螺旋状并配置在胎体帘布6A的两侧来夹持胎体帘布6A的构造。如图6(a)所示，在这样的胎圈芯5中，胎圈金属丝10的端部10e，配置在轮胎滚动时因胎体帘布的拉伸力而易产生较大的应力的胎圈芯5的轮胎径向的最内层5a。具有这样的胎圈芯的充气轮胎1，由于向胎圈金属丝10的端部10e产生应力集中，而存在在该端部10e产生橡胶剥离，并且这种剥离成长则容易使胎圈部4产生损伤等问题。

发明内容

本发明是鉴于如上所述的问题而提出的，其主要目的在于提供一种充气轮胎的制造方法，通过对在使用型芯的型芯工法中胎圈金属丝的重叠卷绕方法进行改进，来提高胎圈部的耐久性。

本发明中技术方案1所述的发明是一种充气轮胎，包括：胎体，其包括以环状跨越在一对胎圈部之间的方式延伸的胎体帘布；胎圈芯，其包括在该胎体帘布的轮胎径向内侧的内端部的轮胎轴向的内外配置的内侧芯和外侧芯，该充气轮胎的特征在于，上述内侧芯和上述外侧芯，分别是将一根胎圈金属丝绕轮胎旋转轴并以螺旋状重叠卷绕3以上的整数层所形成的，并且上述内侧芯和上述外侧芯的上述胎圈金属丝的卷绕始端和卷绕终端均位于各芯的轮胎径向的最外层。

此外技术方案2所述的发明，是在技术方案1所述的充气轮胎的基础上，上述内侧芯和外侧芯分别包括：第一部分，其是上述胎圈金属丝按照从卷绕始端开始朝向轮胎径向内侧缩径的方向以螺旋状卷绕至最内层为止的部分；第二部分，其是上述胎圈金属丝按照从上述最内层向轮胎径向外侧扩径的方向以螺旋状卷绕至最外层的卷绕终端为止的部分。

此外技术方案3所述的发明，是在技术方案2所述的充气轮胎的基础上，上述内侧芯和外侧芯分别具有纵向排列部，该纵向排列部是通过将上述第一部分的胎圈金属丝和上述第二部分的胎圈金属丝在轮胎径向上纵向排列而形成的。

此外技术方案4所述的发明，是在技术方案2或3所述的充气轮胎的基础上，上述内侧芯和外侧芯分别具有横向排列部，该横向排列部是通过将上述第一部分的胎圈金属丝和上述第二部分的胎圈金属丝在轮胎轴向上横向排列而形成的。

此外技术方案5所述的发明，是在技术方案4所述的充气轮胎的基础上，上述内侧芯和外侧芯各自的横向排列部形成为，各个芯的在轮胎周向上相邻的横向排列部相对于轮胎周向的角度相等。

本发明的充气轮胎包括：胎体，其包括以环状跨越在一对胎圈部之间的方式延伸的胎体帘布；胎圈芯，其包括在该胎体帘布的轮胎径向内侧的内端部的轮胎轴向内外配置的内侧芯和外侧芯。而且，内侧芯和外侧芯分别是将一根胎圈金属丝绕轮胎旋转轴并以螺旋状卷绕n层(n为3以上的整数)而形成的，并且上述内侧芯和外侧芯的上述胎圈金属丝的卷绕始端和卷绕终端均位于各芯的轮胎径向的最外层。

这样，本发明的充气轮胎，由于胎圈金属丝的两个卷绕端配置在胎圈芯的轮胎径向的最外侧，因而能够抑制向该胎圈金属丝的端部集中较大的应力，从而防止在该端部的损伤，提高胎圈部的耐久性。

附图说明

图1是本发明的充气轮胎的右半面剖视图。

图2是胎圈部的内侧芯的侧视图。

图3(a)是图2的内侧芯的第一部分的侧视图，(b)是图2的内侧芯的第二部分的侧视图。

图4(a)是说明纵向排列部的图2的A-A剖视图，(b)是说明横向排列部的图2的B-B剖视图。

图5是通过型芯工法得到的生胎以及型芯的右半面剖视图。

图6是说明以往的胎圈芯的胎圈部的侧视图。

附图标号说明：1...充气轮胎；2...胎面部；5...胎圈芯；4...胎圈部；6...胎体；6A...胎体帘布；11...内侧芯；12...外侧芯；13...内侧芯的胎圈金属丝；13a...卷绕始端；13b...卷绕终端；14...外侧芯的胎圈金属丝。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。

图1表示本实施方式的充气轮胎(以下，简称为“轮胎”)1的右半部分的剖视图。该充气轮胎1为轿车用轮胎，具备：从胎面部2经过胎侧部3而到达胎圈部4的胎圈芯5的胎体6、配置在上述胎体6的轮胎径向外侧且在胎面部2的内部的带束层7、在上述胎体6的内侧且配置于轮胎内腔面M的由非透气性优异的橡胶构成的内衬层9。

其中，图1的充气轮胎1表示轮辋组装于正规轮辋(未图示)并填充正规内压且为无负载状态的正规状态。

在此，“正规轮辋”是指，在包含轮胎所依据的规格在内的规格体系中，按照每个轮胎确定该规格的轮辋，例如如果是JATMA则是标准轮辋，如果是TRA则是″DesignRim″，如果是ETRTO则是″MeasuringRim″。此外“正规内压”是指，在包含轮胎所依据的规格在内的规格体系中，按照每个轮胎确定各规格的空气压，如果是JATMA则是最高空气压，如果是TRA则是表″TIRELOADLIMITSATVARIOUSCOLDINFLATIONPRESSURES″所记载的最大值，如果是ETRTO则是″INFLATIONPRESSURE″，但在轮胎为轿车用的情况下则为180kPa。

上述胎体6的构成包括至少1枚胎体帘布6A，该胎体帘布6A具有从胎面部2经过胎侧部3到达胎圈部4的胎圈芯5的胎体帘线。上述胎体帘布6A，例如由有机纤维构成的胎体帘线相对于轮胎赤道C方向例如以75～90°的角度排列而成。本实施方式的胎体帘布6A以环状跨越在一对胎圈部4、4之间，其两侧的轮胎径向内侧的内端部6e在胎圈芯5处不折返而是在胎圈芯5内形成终端。

上述带束层7的构成包括至少两枚带束层帘布，在本实施方式中由轮胎径向内、外两枚带束层帘布7A、7B构成。带束层帘布7A、7B分别具有相对于轮胎赤道C以15～40°的角度倾斜的例如钢帘线等高弹性的带束层帘线。另外，各带束层帘布7A、7B是以带束层帘线相互交叉的方式重叠而成。

上述胎圈芯5在本实施方式中具有：内侧芯11，其配置在胎体帘布6A的轮胎径向内侧的内端部6e的轮胎轴向内侧；外侧芯12，其配置在上述内端部6e的轮胎轴向外侧。其中，胎体帘布6A的内端部6e是将包括胎体帘布6A的内端的胎圈部4延伸的部分。

在本发明的充气轮胎1中，以内侧芯13为代表如图2所示，内侧芯11和外侧芯12是分别将一根胎圈金属丝(形成内侧芯11的胎圈金属丝13、形成外侧芯12的胎圈金属丝14)绕轮胎旋转轴并以螺旋状重叠卷绕n层(n为3以上的整数，在本实施方式中形成为5层。)而形成的。并且，内侧芯11的胎圈金属丝13的卷绕始端13a和卷绕终端13b位于内侧芯11的轮胎径向的最外层11a，在本实施方式中，两个卷绕端13a、13b具有用于填充橡胶的小隙间s而相对置地配置。同样，外侧芯12的胎圈金属丝14的卷绕始端(未图示)和卷绕终端(未图示)位于外侧芯12的轮胎径向的最外层12a，并且两个卷绕端具有小隙间而相对置地配置。

在这样的充气轮胎1中，胎圈金属丝13的两个卷绕端13a和13b两方无需配置在轮胎滚动时因胎体帘布的拉伸力而受到较大的应力的胎圈芯5的轮胎径向的最内层11b。由此，本发明的充气轮胎1能够抑制在两个卷绕端13a和13b产生应力集中，从而防止该两个卷绕端13a和13b的橡胶剥离，因此提高胎圈部4的耐久性。另外，在本实施方式中，由于外侧芯12和内侧芯11是以相同构造且相同形状形成的，因此以下特别是对与内侧芯11相同的部分简略地进行说明。

另外，本实施方式的内侧芯11的构成包括：第一部分16，如图3(a)所示，其是将胎圈金属丝13按照从卷绕始端13a朝向轮胎径向内侧缩径的方向以螺旋状卷绕至最内层11b的部分；第二部分17，如图3的(b)所示，其是将上述胎圈金属丝13按照从最内层11b向轮胎径向外侧扩径的方向以螺旋状卷绕至最外层11a的卷绕终端13b的部分。这样的第一部分16和第二部分17各个胎圈金属丝13不存在在轮胎轴向上相互重合的部分，因此能够保持较高的轮胎均匀性。同样，外侧芯12也由第一部分和第二部分形成。

上述内侧芯11的第一部分16的构成包括：等径部18a，其将胎圈金属丝13以实质上恒定的曲率半径弯曲；缩径部18b，其与上述等径部18a连接并且逐渐缩小曲率半径。在本实施方式中，在该轮胎周向上相邻的缩径部18、18之间相对于轮胎周向的角度θ1，实质上以相等角度配置。并且，本实施方式的第二部分17的构成包括：等径部19a，其将胎圈金属丝13以实质上恒定的曲率半径弯曲；扩径部19b，其与上述等径部19a连接且逐渐增加曲率半径，该相邻的扩径部19b、19b间相对于轮胎周向的角度θ2，实质上以相等角度配置。这样的第一部分16、第二部分17更有助于保持较高的轮胎的均匀性。在本实施方式中，上述角度θ1和θ2以90度形成。另外，上述“实质上以相等角度”是指，不仅包括上述角度θ(θ1、θ2)以相等角度形成的情况，还包括各个角度θ处于θ±10度的范围内的情况。

另外，如图2及作为其A-A截面的图4(a)放大所示，内侧芯11具有纵向排列部20，该纵向排列部20是将第一部分16的胎圈金属丝13和第二部分17的胎圈金属丝13在轮胎径向上例如紧贴并纵向排列而成。这样的纵向排列部20有助于保持较高的轮胎的均匀性，特别是侧向力变动(LFV)。如图2所示，在本实施方式中，纵向排列部20形成内侧芯11的主要部分。

另外，如图2及作为其B-B截面的图4(b)所示，本实施方式的内侧芯11具有横向排列部21，该横向排列部21是上述第一部分16的胎圈金属丝13和上述第二部分17的胎圈金属丝13在轮胎轴向上横向排列而成。本实施方式的横向排列部21是通过将上述缩径部18b和扩径部19b交叉而形成的。这样的横向排列部21在用一根胎圈金属丝13形成各芯的情况下，需要使上述两个卷绕端13a和13b位于上述最外层11a。

此外，优选地，如图2所示，在本实施方式中，上述横向排列部21，在轮胎周向上相邻的横向排列部21、21相对于轮胎周向的角度θ3，实质上以相等角度形成。于是通过将横向排列部21以等间距配置，由此能够将通过设置横向排列部21所产生的轮胎均匀性的降低减小到最小限度。此外，上述“实质上以相等角度”是指，除了包括上述角度θ3以相等角度形成的情况外，还包括各个角度θ3处于θ3±10度的范围内的情况。这样的纵向排列部和横向排列部也设置于外侧芯12。

此外，如图1所示，在本实施方式的胎圈部4，在与胎圈芯5的轮胎径向内侧及上述外侧芯12的轮胎轴向外侧的轮辋(未图示)接触的区域，配置有由硬质橡胶构成的胎圈包布胶4g。并且，设有从内侧芯11的轮胎轴向的内侧、外侧芯12的轮胎轴向的外侧分别向轮胎半径方外侧以前端尖细状延伸的内、外三角胶8i、8o。这样的胎圈包布胶4g以及三角胶8i、8o有助于提高胎圈部4的抗弯刚性，提高操纵稳定性。

如上所述地构成的充气轮胎1是通过对如图5所示的生胎1a进行硫化成形而制成的。

接着，说明本发明的充气轮胎1的制造方法。本实施方式的充气轮胎1例如使用如图5所示的型芯N制造而成。

本实施方式的型芯N具有：与例如5％内压状态的轮胎的内表面形状近似的三维外表面P、和与该外表面P的胎圈侧的端部连接且向轮胎轴向外侧突出的一对凸缘面F。这里所说的轮胎的内表面形状是指以后要制造出的轮胎1的内表面形状。此外，“5％内压状态”是指将内压从上述正规状态减少到正规内压的5％的内压的状态。该5％内压状态的轮胎的截面形状近似于硫化模具中的轮胎的截面形状。但是，型芯N的外表面P并不限定于这样的形状。

在本实施方式中，首先，在型芯N的外表面P上粘贴胎圈包布橡胶4g的基部4ga和上述内衬层9，然后在上述基部4ga与内衬层9的胎圈部4的轮胎轴向外侧粘贴上述内三角胶8i。

胎圈包布橡胶4g的基部4ga的截面例如由L字状构成，载置于型芯N的凸缘面F并以环状卷绕。

此外，内衬层9例如通过将未硫化且呈带状的橡胶条(RubberStrip)(未图示)在型芯N的外表面P沿着型芯N的圆周向卷绕，由此能够无褶皱地形成在三维曲面上。橡胶条优选为，例如宽度W为5～35mm左右，厚度t为0.5～2.0mm左右。在本实施方式中，用上述内衬层9和基部4ga覆盖型芯N的外表面P的整个区域。

此外，内三角胶8i配置在载置于凸缘面F的基部4ga的轮胎半径外侧且在上述内侧芯11的轮胎轴向的内侧部分。这样的内三角胶8i防止内侧芯11的胎圈金属丝13损伤内衬层9。

接着，在本实施方式中，进行在内三角胶8i的轮胎轴向外侧形成内侧芯11的内侧工序。该工序的特征在于，具有形成上述第一部分16的第一步骤和形成第二部分17的第二步骤。

第一步骤包括将胎圈金属丝13的卷绕始端13a粘贴在比上述凸缘面F更靠轮胎径向外侧的规定位置的阶段。胎圈金属丝13的外周面预先被未硫化橡胶覆盖。并且，在该工序中，由于内三角胶8i也是未硫化橡胶，因此胎圈金属丝13能够容易地粘贴于内三角胶8i。

另外，例如，通过将型芯13绕轮胎旋转轴旋转，使从未图示的胎圈金属丝10的供给装置连续供给的胎圈金属丝10朝向轮胎径向内侧以螺旋状重叠卷绕。此时，优选为，例如借助未图示的辊等胎圈金属丝按压装置，将胎圈金属丝10按压并卷绕到内三角胶8i。此外，如图3(a)所示，本实施方式的第一部分16是在胎圈金属丝13例如从上述卷绕始端13a沿轮胎周向移动90度、270度、540度及720度的位置，配置上述缩径部18b。

在本实施方式中，胎圈金属丝13大约卷绕2.5圈，从而形成第一部分16，接着开始第二步骤。在该第二步骤，胎圈金属丝13也是大约卷绕2.5圈，从而形成第二部分17。如图3(b)所示，本实施方式的第二部分17是在胎圈金属丝13从例如第一部分16的终端部16a沿轮胎周向移动180度、360度、450度及630度移的位置，配置上述扩径部19b。由此，形成缩径部18b和扩径部19b交叉的横向排列部21。此外，缩径部18b和扩径部19b的配置位置不限定于上述的位置。

接着，进行在内侧芯11的轮胎轴向的外侧粘贴上述胎体帘布6A的内端部6e的胎体粘贴工序。在该工序中，例如，通过将轮胎径向的长度比轮胎周向的长度长的多个长条状的帘布片16，在内侧芯11的轮胎轴向外侧且沿轮胎周向连接，由此高精度地形成三维形状的胎体帘布6A。

接着，在胎体6成形之后，进行形成外侧芯12的外侧工序。该工序也与内侧工序同样，由形成第一部分的第一步骤和形成第二部分的第二步骤构成。

如上所述，内侧芯11的胎圈金属丝的卷绕始端13a和卷绕终端13b位于内侧芯11的轮胎径向的最外层11a，并且外侧芯12的胎圈金属丝的卷绕始端和卷绕终端位于外侧芯12的轮胎径向的最外层12a。

然后，如图5所示，分别粘贴：外三角胶8o、胎圈包布橡胶4g的与基部4ga连接且形成胎圈外侧面的副部4gb、带束层7、胎侧胶3G、胎面胶2G等。这样就在型芯N的外表面P形成了生胎1a。

以上，对本发明的特别优选的实施方式进行了详细说明，但本发明不限于图示的实施方式，还可变形为各种方式后实施。

实施例

为了确认本发明的效果，通过对使用图5所示的型芯而具有本发明的胎圈芯的轮胎以及图6(a)、(b)所示的具有以往的胎圈芯的轮胎进行硫化成形而试制了充气轮胎，并进行了破坏水压以及均匀性测试。主要的共通规格如下。

胎体帘布数：1枚

胎体帘线材料：聚酯

胎体帘线角：88°(对轮胎赤道)

带束层帘布数：2枚

带束层帘线材料：钢

带束层帘线角：+28°、-28°(对轮胎赤道)

胎圈金属丝的橡胶硬度：80度

胎圈金属丝的金属丝材料：钢

轮胎尺寸：195/65R15

<破坏水压>

将各试验轮胎轮辋组装于6.0JJ×15的轮辋，并从阀向轮胎内腔填充水，分别测定五次胎圈芯破断时的破坏水压，求出破坏水压的平均值。其结果是以以往例1作为100的指数来评价。数值越大越好。

<均匀性>

使用轮胎均匀性试验机，按照JASOC607：2000的“汽车用轮胎的均匀性试验方法”测定RFV。

轮胎的测定条件如下。

轮胎转速：60rpm

空气压：200kPa

纵向载荷：4.63kN

结果是五个轮胎的平均值，且将以往例1的倒数作为100的指数来评价。数值越大越好。测试结果如表1所示。

表1

	以往例1	以往例2	实施例1
				表示胎圈芯的图	图6(a)	图6(b)	图2
破坏水压(指数、数值越大越好)	100	107	105
				均匀性(指数、数值越大越好)	100	98	103

如表1所示，可以看出与以往例相比，实施例的轮胎的破坏水压和均匀性优异。

Claims

1.一种充气轮胎，包括：胎体，其包括以环状跨越在一对胎圈部之间的方式延伸的胎体帘布；胎圈芯，其包括在该胎体帘布的轮胎径向内侧的内端部的轮胎轴向的内外配置的内侧芯和外侧芯，该充气轮胎的特征在于，

上述内侧芯和上述外侧芯，分别是将一根胎圈金属丝绕轮胎旋转轴并以螺旋状重叠卷绕3以上的整数层所形成的，并且

上述内侧芯和上述外侧芯的上述胎圈金属丝的卷绕始端和卷绕终端均位于各芯的轮胎径向的最外层。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，上述内侧芯和外侧芯分别包括：

第一部分，其是上述胎圈金属丝按照从卷绕始端开始朝向轮胎径向内侧缩径的方向以螺旋状卷绕至最内层为止的部分；

第二部分，其是上述胎圈金属丝按照从上述最内层向轮胎径向外侧扩径的方向以螺旋状卷绕至最外层的卷绕终端为止的部分。

3.根据权利要求2所述的充气轮胎，其特征在于，上述内侧芯和外侧芯分别具有纵向排列部，该纵向排列部是通过将上述第一部分的胎圈金属丝和上述第二部分的胎圈金属丝在轮胎径向上纵向排列而形成的。

4.根据权利要求2或3所述的充气轮胎，其特征在于，上述内侧芯和外侧芯分别具有横向排列部，该横向排列部是通过将上述第一部分的胎圈金属丝和上述第二部分的胎圈金属丝在轮胎轴向上横向排列而形成的。

5.根据权利要求4所述的充气轮胎，其特征在于，上述内侧芯和外侧芯各自的横向排列部形成为，各个芯的在轮胎周向上相邻的横向排列部相对于轮胎周向的角度相等。